呂江山，閔智宇，魏伏斌，孔雪玉

（1.江蘇省南京市六合區(qū)雄州街道畜牧獸醫(yī)站 南京 211500；2.江蘇省南京市六合區(qū)畜牧獸醫(yī)站 南京 211500）

近些年，隨著我國畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，國內(nèi)養(yǎng)豬業(yè)也趨向于大規(guī)?；?、集約化、產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。養(yǎng)豬糞尿的年生產(chǎn)量急劇上升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國豬糞尿年均產(chǎn)出量已經(jīng)超過了6 億t，而豬糞尿?qū)τ诃h(huán)境污染的問題也日益嚴(yán)重。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部明確提出要進(jìn)一步加強(qiáng)我國生豬養(yǎng)豬糞尿處理量，提高糞尿處理效率及綜合利用率，提倡養(yǎng)豬業(yè)向綠色化發(fā)展方向轉(zhuǎn)型。在這種背景下，發(fā)酵床技術(shù)因糞尿原料處理后的有機(jī)肥含量高、品質(zhì)優(yōu)和糞污處理效果好、適應(yīng)規(guī)模化豬場(chǎng)而得到廣泛的關(guān)注。目前，一些養(yǎng)豬場(chǎng)在推廣發(fā)酵床技術(shù)過程中常面臨著“死床”問題，增加了發(fā)酵床維護(hù)的成本。研究生豬糞尿即時(shí)分離收集技術(shù)與推廣對(duì)于降低發(fā)酵床技術(shù)應(yīng)用成本和提升資源綜合利用率有著重要的意義。

1 原發(fā)酵床制作及工藝

1.1 發(fā)酵床制作

選擇木屑、秸稈、稻殼等墊料與微生物菌種按照50～100 g/m3的量混合制成發(fā)酵床原輔料，以原輔料鋪床。將含水量45%的豬糞尿采用發(fā)酵床專門翻拋噴淋設(shè)備噴灑在床面上。發(fā)酵床要使用專用翻拋設(shè)備每天翻動(dòng)3～5 次，翻拋深度為25 cm。通過翻拋保證厭氧菌充分發(fā)酵。

1.2 糞污系統(tǒng)設(shè)計(jì)

發(fā)酵床技術(shù)需要完善的糞污處理系統(tǒng)支持。在糞污系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，還需要增加儲(chǔ)糞池的設(shè)計(jì)，從豬舍糞污排污口及排污通道直接引入儲(chǔ)糞池，從儲(chǔ)糞池引出通道到發(fā)酵床。養(yǎng)豬場(chǎng)無須設(shè)置排污口，可通過發(fā)酵床自行消納養(yǎng)豬場(chǎng)的糞污。發(fā)酵床經(jīng)過厭氧、好氧發(fā)酵，分解出水和二氧化碳。高溫發(fā)酵的環(huán)境不適合蚊蠅蟲卵生存，因此能有效的防治蚊蠅及寄生蟲的滋生，防止出現(xiàn)交叉感染[1]。

1.3 發(fā)酵床處理工藝

養(yǎng)豬場(chǎng)豬舍的糞尿采用刮糞機(jī)械刮送至儲(chǔ)糞池通道入口，通過通道輸送至儲(chǔ)糞池進(jìn)行攪拌與切割等預(yù)處理。儲(chǔ)糞池內(nèi)設(shè)置有潛污泵，潛污泵連接噴淋設(shè)備，預(yù)處理的豬糞尿再通過潛污泵泵送至噴淋機(jī)，最終均勻的噴灑在發(fā)酵床的墊料上。發(fā)酵床上方設(shè)置翻堆機(jī)或翻耙機(jī)，每日定期翻動(dòng)發(fā)酵床，使墊料與發(fā)酵床充分混合，使糞污經(jīng)過集中發(fā)酵處理轉(zhuǎn)化為經(jīng)過高溫殺菌的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥（圖1）。該工藝的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)豬場(chǎng)糞污資源的綠色化、無污染化及資源最大化利用。傳統(tǒng)的發(fā)酵床工藝糞污處理的有效性與噴淋糞污的含水量、翻動(dòng)次數(shù)等技術(shù)工藝有緊密的關(guān)系。發(fā)酵床管理不當(dāng)容易造成"死床"問題的發(fā)生，需要補(bǔ)充有機(jī)酸、新鮮干料、菌種發(fā)酵液等進(jìn)行維護(hù)，增加了維護(hù)管理的成本，也一定程度上影響著糞污資源化率。

圖1 發(fā)酵床工藝流程

2 發(fā)酵床的改造及工藝實(shí)施

2.1 生產(chǎn)設(shè)施設(shè)備

1）方案一設(shè)施設(shè)備。發(fā)酵床改造需要應(yīng)用到畜禽糞便無害化處理設(shè)備、風(fēng)機(jī)、過篩打包輸送系統(tǒng)、運(yùn)輸車輛、智能溫濕度傳感器設(shè)備及其他附屬設(shè)備。畜禽糞便無害化處理設(shè)備的配備數(shù)量需要根據(jù)養(yǎng)豬場(chǎng)規(guī)模而定。養(yǎng)豬場(chǎng)規(guī)模大，需要處理的糞污多，畜禽糞便無害化處理設(shè)備的數(shù)量就要相應(yīng)的增加。畜禽糞便無害化處理設(shè)備也稱為發(fā)酵塔，由下部基座、中部罐體及附屬設(shè)備、上部設(shè)施設(shè)備及其他附屬設(shè)施設(shè)備組成。其中下部基座由風(fēng)機(jī)、大推力液壓攪拌軸、液壓裝置等構(gòu)成。中部罐體采用了雙層隔熱設(shè)計(jì)，附屬設(shè)備包括單側(cè)基肥導(dǎo)出裝置、自控控制系統(tǒng)等。上部設(shè)施設(shè)備包括檢測(cè)平臺(tái)、排風(fēng)設(shè)施、風(fēng)雨棚等。其他附屬設(shè)施設(shè)備包括廢氣過濾系統(tǒng)、自動(dòng)翻斗提升機(jī)等。發(fā)酵塔采用了立體設(shè)計(jì)，立式封閉罐體結(jié)構(gòu)占地面積小、管內(nèi)發(fā)酵穩(wěn)定性好。罐體部分還采取了保溫設(shè)計(jì)，還增加了罐體熱交換設(shè)計(jì)，利用發(fā)酵產(chǎn)生的高溫氣體對(duì)吸入罐體的空氣進(jìn)行加熱，減少了糞污發(fā)酵過程中的能耗，符合養(yǎng)豬場(chǎng)綠色化設(shè)計(jì)和節(jié)能減耗的目的。

2）方案二設(shè)施設(shè)備。鋼架結(jié)構(gòu)發(fā)酵車間、糞污攪拌機(jī)、專用潛污泵、自動(dòng)噴霧設(shè)備、專用翻拋機(jī)設(shè)備、集污池、均質(zhì)池、排污管道等。其中專用翻拋機(jī)由翻拋機(jī)主機(jī)、翻拋機(jī)行走電機(jī)、翻拋機(jī)移位電機(jī)組成。發(fā)酵車間的建設(shè)面積根據(jù)養(yǎng)豬場(chǎng)規(guī)模而定，專用潛污泵、自動(dòng)噴霧設(shè)備的數(shù)量，需根據(jù)養(yǎng)豬場(chǎng)豬糞尿產(chǎn)出量而定[2]。

2.2 原輔材料

原材料主要指從豬舍刮出的豬糞尿及清洗豬舍符合發(fā)酵濃度的糞尿污水，年消耗量7 500～8 000 t/年，輔料包括有機(jī)肥年產(chǎn)量為3 708 t。

2.3 異位發(fā)酵床改造

在原發(fā)酵床的基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)酵車間的改造，或新建發(fā)酵車間，將儲(chǔ)糞池改建或新建為集污池，擴(kuò)大集污池的面積，新增均質(zhì)池。對(duì)豬舍排污管道進(jìn)行改建，設(shè)計(jì)雨污分離系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)豬糞尿與雨水、污水即時(shí)分離收集。將豬糞尿通道與集污池連接，集污池的糞尿預(yù)處理后用于發(fā)酵床噴淋。將雨污水通道與均質(zhì)池連接，對(duì)雨污水進(jìn)行調(diào)節(jié)處理，雨污水調(diào)節(jié)處理后用于養(yǎng)豬場(chǎng)生產(chǎn)循環(huán)用。一般情況下，存欄一頭豬需要0.33 m3墊料消耗豬糞尿，養(yǎng)豬場(chǎng)根據(jù)養(yǎng)豬存欄數(shù)計(jì)算出發(fā)酵床面積，根據(jù)發(fā)酵床面積建設(shè)鋼構(gòu)架發(fā)酵床車間。按存欄1 000 頭豬的養(yǎng)豬場(chǎng)來算，發(fā)酵床車間需要墊料330 m3，發(fā)酵床深度設(shè)計(jì)為0.8～1.6 m。按照1.6 m 深度計(jì)算，存欄1 000 頭豬的養(yǎng)豬場(chǎng)異位發(fā)酵床面積需要206 m2。

異位發(fā)酵床改造多采用地下槽式床面設(shè)計(jì)。在地面下挖0.8～1.6 m 的坑，池四周以水泥固化，設(shè)置三種規(guī)格地下槽翻拋寬度，分別是4、8、12 m。地下槽的寬度應(yīng)該與翻拋機(jī)相同，由多個(gè)地下槽組合為發(fā)酵床。發(fā)酵床車間的中部、上部應(yīng)采用塑料膜搭設(shè)陽光棚，利用溫室大棚原理提高發(fā)酵床車間內(nèi)的溫度，以促進(jìn)發(fā)酵床的好氧系統(tǒng)的充分轉(zhuǎn)行[3]。

2.4 異位發(fā)酵床工藝原理

發(fā)酵床利用微生物菌在適宜的溫度、濕度及氧氣條件下快速繁殖增生，再利用微生物分解作用使豬糞尿快速分解、高溫腐熟殺菌，從而使糞污資源轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥。微生物繁殖的過程中需要消耗大量的有機(jī)質(zhì)和氧氣，微生物代謝則產(chǎn)生二氧化碳、水、氨氣等，增加腐熟肥中的有機(jī)質(zhì)含量及其他養(yǎng)分。這種經(jīng)過高溫發(fā)酵處理的豬糞尿有機(jī)質(zhì)含量高，營養(yǎng)豐富，且富含有益微生物，施用于土壤中具有改善土壤結(jié)構(gòu)和理化特性的作用。此外，發(fā)酵床高溫殺菌的過程不僅殺死了寄生蟲、蚊蠅等，還形成了不適合蚊蠅及寄生蟲生存的環(huán)境，防止了糞尿吸引外源性蚊蠅、寄生蟲在豬場(chǎng)的繁殖擴(kuò)散，凈化了養(yǎng)豬場(chǎng)的空氣環(huán)境。發(fā)酵床無害化處理還實(shí)現(xiàn)了豬場(chǎng)糞尿零排放，減少了養(yǎng)豬造成的水源、土壤等環(huán)境污染[4]。

2.5 異位發(fā)酵床方案實(shí)施及推廣成效

2019 年揚(yáng)州市寶應(yīng)縣安宜鎮(zhèn)中港北閘村規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)新建異位床車間、污水管道、均質(zhì)池、集污池，實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)豬場(chǎng)糞尿、雨污分離管理。鋼架構(gòu)發(fā)酵車間面積1 932 m2，配置一臺(tái)糞污攪拌機(jī)、2 臺(tái)潛污泵、2 套自動(dòng)噴霧設(shè)備和一套專用翻拋機(jī)，均質(zhì)池和集污池各700 m3，排糞尿系統(tǒng)和雨污系統(tǒng)管道總長100 m。新建的污水管道直接連通均質(zhì)池。該項(xiàng)目總投資概算130 萬元。該項(xiàng)目的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了該養(yǎng)殖場(chǎng)糞尿和污水的即時(shí)分離收集處理。該項(xiàng)目在現(xiàn)有的異位床基礎(chǔ)上，還集成了節(jié)能高效罐式發(fā)酵、沼液發(fā)酵等處理豬場(chǎng)糞污的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了豬場(chǎng)水資源源頭節(jié)能減排、糞尿即時(shí)分離收集、豬舍清潔水和雨水處理后循環(huán)再利用等功能，取得了豬場(chǎng)糞污高效化處理、資源化綜合化利用成果轉(zhuǎn)化高的矚目成效，實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)豬業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的和諧發(fā)展。

3 結(jié)語

生豬糞尿即時(shí)分離收集是建立在對(duì)異位發(fā)酵床的改造上需求上實(shí)施的糞尿收集處理技術(shù)，即建立糞尿分離式獨(dú)立排污系統(tǒng)，從豬舍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)糞尿和雨污、沖洗圈舍濃度不足污水的分類排放和處理。從異位發(fā)酵床改造視角而言，需要在傳統(tǒng)的發(fā)酵床基礎(chǔ)上為豬舍新增一套排污系統(tǒng)，包括污水處理設(shè)施設(shè)備。豬糞尿即時(shí)分離收集技術(shù)的應(yīng)用一方面保證了發(fā)酵床糞尿預(yù)處理液的濃度，另一方面實(shí)現(xiàn)了豬場(chǎng)雨污水經(jīng)過處理后用于豬場(chǎng)再生產(chǎn)用水的循環(huán)利用，極大的提高了資源綜合回收利用率。